C语言矩阵生成打印代码出现段错误，询问原因及内存释放方法

• 首先是参数传递错误：C语言默认是值传递，你给makeMatrix传入的test指针是实参拷贝，函数内给M赋值的malloc地址无法回传给外层的test变量，导致test始终是未初始化的野指针，printMatrix访问野指针直接触发段错误。
• 其次是内存释放时机错误：你在makeMatrix函数内刚完成矩阵初始化就调用free(M)释放了刚申请的矩阵内存，就算地址能传到外层，后续访问的也是已经被回收的非法内存，同样会触发段错误。
• 最后是内存分配冗余：M->m = malloc(100*sizeof(double)*M->rows*M->cols);这里多乘了不必要的系数100，会造成内存浪费，实际只需要按矩阵元素个数申请即可。

方法1：修改makeMatrix为返回指针的形式 #

// 改为返回构造好的矩阵指针
struct Matrix* makeMatrix(int row, int col, int num){
  struct Matrix *M = malloc(sizeof(struct Matrix));
  // 增加malloc失败判空处理，避免野指针
  if(!M) return NULL;
  M->rows = row;
  M->cols = col;
  // 去掉冗余的100倍系数
  M->m = malloc(sizeof(double) * M->rows * M->cols);
  if(!M->m) {
    free(M);
    return NULL;
  }
  for(int i=0; i<M->rows;i++){
    for(int j=0; j<M->cols;j++){
        setVal(M,i,j,num);
    }
  }
  // 不要在这里释放，返回给外层使用
  return M;
}

// 新增专门的内存释放函数，用完矩阵后调用
void freeMatrix(struct Matrix *M) {
  if(M) {
    // 先释放存储元素的内存块
    free(M->m);
    // 再释放矩阵结构体本身
    free(M);
  }
}

int  main(int argc, char const *argv[]) {
  struct Matrix *test = makeMatrix(10,10,10);
  if(test) {
    printMatrix(test);
    // 确认矩阵不再使用后再释放
    freeMatrix(test);
  }
  return 0;
}

方法2：使用二级指针作为参数 #

如果不想修改函数返回值，也可以用二级指针接收内存地址：

void makeMatrix(struct Matrix **M, int row, int col, int num){
  *M = malloc(sizeof(struct Matrix));
  if(!(*M)) return;
  (*M)->rows = row;
  (*M)->cols = col;
  (*M)->m = malloc(sizeof(double) * row * col);
  if(!(*M)->m) {
    free(*M);
    *M = NULL;
    return;
  }
  for(int i=0; i<row;i++){
    for(int j=0; j<col;j++){
        setVal(*M,i,j,num);
    }
  }
}

int  main(int argc, char const *argv[]) {
  struct Matrix *test;
  makeMatrix(&test,10,10,10);
  if(test) {
    printMatrix(test);
    freeMatrix(test);
  }
  return 0;
}

• 必须遵循「先申请后释放、后申请先释放」的顺序，先释放矩阵内部存储元素的m成员，再释放矩阵结构体本身，避免产生内存泄漏。
• 所有malloc申请的内存都必须对应一次free调用，且只能在确认内存完全不再使用后再执行释放操作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shehab A